快速電波爆的新發現，超過半數屬於重複型

快速電波爆（Fast Radio Bursts，FRBs）是現今宇宙中最神秘且令人困惑的天文現象之一，根據其發生頻率可分為兩種類型：能夠多次爆發的「重複型」，以及僅發生一次的「單發型」。長期以來，科學界普遍認為單發型的快速電波爆占比最多，而重複型相對較少。然而，國立中興大學物理學系與國立清華大學的研究團隊提出了全新的觀點，發現實際上超過半數是屬於重複型，此為探索快速電波爆的成因開啟了全新方向。

高速電波爆發的想像圖。圖片來源：山崎翔太郎

研究人員表示透過無線電波望遠鏡觀測夜空時，會偵測到持續時間僅數毫秒的強烈無線電閃光，這些現象即為快速電波爆。快速電波爆最早於2007年首次發現，隨後引發天文學界極大的興趣，其能量極為強大，短短幾毫秒內釋放出的能量可能相當於太陽數天甚至數年的總能量輸出，現今每天都有超過1千次以上的爆發在宇宙各處發生。

一般認為，重複型爆發可能來自擁有強大磁場的中子星表面發生的閃焰等可重複觸發的現象，而單發型則可能與雙星系統在彼此接近，並最終合併時產生的一次性爆發相關。因此，正確區分這兩種類型，是揭開快速電波爆起源之謎的重要關鍵。受限於無線電波望遠鏡每天只會有很短的時間朝同一方向觀測，若在非觀測時段發生重複型爆發，便可能被錯誤地分類為單發型。研究團隊認為以往的觀測數據可能嚴重低估了重複型的數量，因此決定重新檢視這兩種類型的實際比例。

研究團隊利用加拿大氫強度測繪實驗無線電波望遠鏡（CHIME）的公開觀測數據進行分析，發現單發型快速電波爆的發現率隨時間顯著下降，當觀測時間從600小時至4,000小時期間，單發型的發現率減少了約兩倍。這表明許多原本被歸類為單發型的快速電波爆，在進一步觀測後其實會顯示出重複爆發的特性。為了驗證這一推測，研究團隊建立了快速電波爆的理論模型並進行統計分析，結果顯示，在99%的信賴區間內，超過50%的快速電波爆屬於重複型，而在95%的信賴區間內，幾乎所有的快速電波爆都可能屬於重複型。

被歸類為單發型的高速電波爆發之平均發現率（即每單位時間內的探測數量）隨時間的變化。右圖：理論預測的單發型高速電波爆發現率隨時間變化的趨勢（紅線）。圖片來源：山崎翔太郎

過去，由於單發型快速電波爆的觀測數量較多，學界普遍認為快速電波爆主要來自一次性事件，例如雙中子星合併。然而，這項研究顯示絕大多數快速電波爆可能來自能夠多次爆發的天體，例如中子星閃焰。這項發現為FRBs的研究帶來重大突破，未來研究團隊將進一步探索重複型快速電波爆的特性與爆發機制，以期最終解開這一宇宙之謎。

資料來源：中興大學

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。